DE102020108673A1

DE102020108673A1 - Electrical installation module

Info

Publication number: DE102020108673A1
Application number: DE102020108673.3A
Authority: DE
Inventors: Christian Hopp
Original assignee: Insta GmbH
Current assignee: Insta GmbH
Priority date: 2020-03-30
Filing date: 2020-03-30
Publication date: 2021-09-30
Also published as: EP3889562A1

Abstract

Beschrieben ist ein elektrisches Installationsmodul mit einem elektrische/elektronische Komponenten beinhaltenden Gehäuse 2, mit einer die elektrischen/elektronischen Komponenten bedienseitig bedeckenden Tragplatte 5 und einer Schaltungsanordnung zum Erfassen des Widerstandes eines auf eine Messgröße empfindlichen Sensorelementes 6, dessen Widerstandswert sich bei ändernder Messgröße ändert, welches Sensorelement 6 in einen Sensorstromkreis in Reihe mit einem kapazitiven Widerstand eingeschaltet ist, wobei das Sensorelement 6 an den kapazitiven Masseanschluss 9 einer astabilen Kippstufe 10 angeschlossen ist und damit der kapazitive Widerstand an dem Masseanschluss 9 als kapazitiver Vorwiderstand für das Sensorelement 6 wirkt und dass der Ausgang der astabilen Kippstufe 10 an eine Auswerteeinheit 18 mit einer in einem Speicher 19 abgelegten Look-Up-Tabelle angeschlossen ist.An electrical installation module is described with a housing 2 containing electrical / electronic components, with a support plate 5 that covers the electrical / electronic components on the operator side and a circuit arrangement for detecting the resistance of a sensor element 6 that is sensitive to a measured variable, the resistance of which changes when the measured variable changes Sensor element 6 is switched into a sensor circuit in series with a capacitive resistor, the sensor element 6 being connected to the capacitive ground connection 9 of an astable multivibrator 10 and thus the capacitive resistance at the ground connection 9 acts as a capacitive series resistor for the sensor element 6 and that the output of the astable flip-flop 10 is connected to an evaluation unit 18 with a look-up table stored in a memory 19.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein elektrisches Installationsmodul mit einem elektrische/elektronische Komponenten beinhaltenden Gehäuse, mit einer die elektrischen/elektronischen Komponenten bedienseitig bedeckenden Tragplatte und einer Schaltungsanordnung zum Erfassen des Widerstandes eines auf eine Messgröße empfindlichen Sensorelementes, dessen Widerstandswert sich bei ändernder Messgröße ändert, welches Sensorelement in einen Sensorstromkreis in Reihe mit einem kapazitiven Widerstand eingeschaltet ist. Beschrieben ist des Weiteren ein Verfahren zum Bestimmen einer sich bei ändernden Umgebungsbedingungen ändernden Messgröße.The invention relates to an electrical installation module with a housing containing electrical / electronic components, with a support plate covering the electrical / electronic components on the operator side and a circuit arrangement for detecting the resistance of a sensor element that is sensitive to a measured variable, the resistance of which changes when the measured variable changes, which sensor element is connected in a sensor circuit in series with a capacitive resistor. A method for determining a measured variable that changes when the ambient conditions change is also described.

Bei derartigen gebäudetechnischen Installationsmodulen handelt es sich typischerweise um sogenannte Raumbediengeräte. Diese Raumbediengeräte sind Bedien- und Anzeigegeräte, mit denen bestimmte gebäudetechnische Aktoren, etwa die Beleuchtung, die Jalousien, die Heizung und dergleichen bedient werden können. Zu diesem Zweck kann die Bedienoberfläche zur Betätigung der Aktoren Taster aufweisen. In einer anderen Ausgestaltung werden die Bedienelemente auf einem berührungssensitiven Display angezeigt. Die elektrischen/elektronischen Komponenten eines solchen Installationsmoduls befinden sich in dem Gehäuse desselben. Eingebaut ist in ein solches Installationsmodul mitunter auch ein Temperatursensor. Dieser dient zum Erfassen der Raumtemperatur, um in Abhängigkeit von der Raumtemperatur als gebäudetechnischer Aktor etwa die Heizungsanlage oder auch die Jalousien anzusteuern. Ein solcher Temperatursensor ist als Messwiderstand ausgeführt. Eine Temperaturänderung führt zu einer Änderung des Widerstandswertes, so, dass in Abhängigkeit von dem aktuellen Widerstandswert auf die Temperatur geschlossen werden kann. Die elektrischen/elektronischen Komponenten und somit auch der Temperatursensor sind in dem Installationsmodul von der Umgebung gekapselt enthalten. Die Kapselung dient in erster Linie zum Schutz des Anwenders vor einem elektrischen Schlag und zur sicheren Montage des Gerätes. Darüber hinaus dient das Gehäuse zum Schutz der elektrischen/elektronischen Komponenten gegenüber elektrostatischer Entladungen durch den Anwender.Such technical building installation modules are typically so-called room control units. These room operating devices are operating and display devices with which certain building technology actuators, such as the lighting, the blinds, the heating and the like, can be operated. For this purpose, the user interface can have buttons for actuating the actuators. In another embodiment, the operating elements are displayed on a touch-sensitive display. The electrical / electronic components of such an installation module are located in the housing of the same. A temperature sensor is also built into such an installation module. This is used to record the room temperature in order to control the heating system or the blinds depending on the room temperature as a building technology actuator. Such a temperature sensor is designed as a measuring resistor. A change in temperature leads to a change in the resistance value, so that conclusions can be drawn about the temperature as a function of the current resistance value. The electrical / electronic components and thus also the temperature sensor are contained in the installation module encapsulated from the environment. The encapsulation is primarily used to protect the user from electric shock and to ensure that the device is safely installed. In addition, the housing serves to protect the electrical / electronic components against electrostatic discharges by the user.

Der im Rahmen dieser Ausführung benutzte Begriff „elektrische/elektronische Komponenten“ umfasst elektrische und/oder elektronische Bauteile, die Teil eines solchen Raumbediengerätes sein können.The term "electrical / electronic components" used in this context includes electrical and / or electronic components that can be part of such a room control unit.

Der Temperatursensor wird in ein solches Raumbediengerät integriert, damit nicht zusätzlich noch individuelle Temperatursensoren in dem Raum zur Temperaturerfassung installiert werden müssen. Hierzu würde auch eine Stromversorgung gehören. Allerdings hat die Implementierung eines Temperatursensors in ein solches Installationsmodul den Nachteil, dass eine Änderung der Raumtemperatur nur verzögert durch den Temperatursensor erfasst werden kann. Der mit einem solchen Temperatursensor gebildete Regelkreis für die Ansteuerung der Heizungsanlage ist daher sehr träge. Dieses ist für die Regelung einer Heizungsanlage ungünstig, da im Zusammenhang mit dem Ausregeln eines SOLL-Wertsprunges das Erreichen der Zieltemperatur durch den in einem solchen Installationsmodul verbauten Temperatursensor erst verzögert erfasst wird, und zwar erst dann, wenn sich das Raumbediengerät an die Temperaturänderung angepasst hat. Dieses führt zu einem an sich unerwünschten Überschwingen oder zu einem äußerst trägen Verhalten bei der Regelung der Heizungsanlage. Zudem ist bei einer solchen Anordnung des Temperatursensors dieser der Abwärme der elektrischen/elektronischen Komponenten ausgesetzt, was zu einer bezüglich der Raumtemperatur verfälschten Temperaturerfassung führt.The temperature sensor is integrated in such a room control unit so that no additional individual temperature sensors have to be installed in the room for temperature detection. This would also include a power supply. However, the implementation of a temperature sensor in such an installation module has the disadvantage that a change in the room temperature can only be detected by the temperature sensor with a delay. The control circuit formed with such a temperature sensor for controlling the heating system is therefore very sluggish. This is unfavorable for the control of a heating system, because in connection with the adjustment of a target value jump, the reaching of the target temperature is only detected with a delay by the temperature sensor built into such an installation module, and only when the room control unit has adapted to the temperature change . This leads to an inherently undesirable overshoot or to an extremely sluggish behavior when regulating the heating system. In addition, with such an arrangement of the temperature sensor, it is exposed to the waste heat of the electrical / electronic components, which leads to temperature detection which is falsified with regard to room temperature.

Eine Verbesserung dieser vorbekannten Installationsmodule ist aus der DE 10 2019 108 860 B3 bekannt. Bei diesem elektrischen Installationsmodul wird zum Platzieren des Sensors, etwa eines Temperatursensors an oder unmittelbar hinter der Oberfläche einer Abdeckung, keine aufwändige galvanische Trennung von der Netzspannung oder eine eigene galvanisch getrennte Stromversorgung benötigt, um den notwendigen Sicherheitsanforderungen zu genügen. An improvement of these previously known installation modules is from the DE 10 2019 108 860 B3 known. With this electrical installation module, no complex galvanic separation from the mains voltage or a separate galvanically separated power supply is required for placing the sensor, for example a temperature sensor on or directly behind the surface of a cover, in order to meet the necessary safety requirements.

Definiert wird diese durch den Körperstrom, mithin demjenigen Stromfluss, der durch den Körper einer Person fließt, wenn diese eine unter Netzspannung stehende Komponente berührt oder in dessen unmittelbare Nähe gelangt. Ein solcher Körperstromfluss ist nur dann möglich, wenn der Strom durch die Person in die Erde abfließen kann, mithin die Person selbst nicht gegenüber der elektrischen Erde isoliert ist. Dieses wird bei normalen Anwendungen die Regel sein. Erreicht wird die Limitierung des Körperstroms dadurch, dass als Sensorstromkreis ein Wechselstromkreis vorgesehen ist. In die phasenseitige Anschlussleitung des Sensors ist ein kapazitiver Vorwiderstand eingeschaltet. Dieser weist eine so hohe Impedanz auf, dass der durch den Sensor fließende Reststrom ohne zusätzliche Maßnahmen für eine Auswertung der Sensordaten nicht ausreicht. Der Messstrom ist daher so gering, dass selbst im Falle einer Berührung durch eine Person nur ein vernachlässigbarer Körperstrom fließt. Bei dem kapazitiven Vorwiderstand handelt es sich typischerweise um einen Schutzkondensator, etwa der Y-Klasse, insbesondere der Klasse Y1. Die Kapazität des Schutzkondensators ist, um den gewünschten Scheinwiderstand (Impedanz) bei Netzfrequenz zu erhalten, sehr gering. Durch die getroffenen Maßnahmen kann der Sensor unmittelbar auf oder hinter einer Oberfläche, insbesondere einer Bedienoberfläche eines Installationsmoduls angeordnet sein, sodass dieser in unmittelbarem Kontakt mit der Umgebung, aus der er die Messgröße, wie beispielsweise die Temperatur, die Luftfeuchte oder dergleichen erfassen soll, angeordnet werden kann.This is defined by the body current, i.e. the current flow that flows through a person's body when the person touches a component under mains voltage or comes into its immediate vicinity. Such a flow of current through the body is only possible if the current can flow through the person into the earth, so the person is not isolated from the electrical earth. This will be the rule in normal applications. The limitation of the body current is achieved in that an alternating current circuit is provided as the sensor circuit. A capacitive series resistor is switched into the phase-side connection line of the sensor. This has such a high impedance that the residual current flowing through the sensor is not sufficient for an evaluation of the sensor data without additional measures. The measurement current is therefore so low that even if someone touches it, only a negligible body current flows. The capacitive series resistor is typically a protective capacitor, for example of the Y class, in particular of the Y1 class. The capacitance of the protective capacitor is very low in order to obtain the desired impedance at the mains frequency. Due to the measures taken, the Sensor can be arranged directly on or behind a surface, in particular a user interface of an installation module, so that it can be arranged in direct contact with the environment from which it is to detect the measured variable, such as temperature, humidity or the like.

Um bei diesem elektrischen Installationsmodul Sensordaten zu erfassen, wird die Sperrwirkung des kapazitiven Vorwiderstandes beeinflusst, und zwar durch eine Änderung der Frequenz. Aus diesem Grunde verfügt das vorbekannte Installationsmodul über einen Frequenzgenerator, der die Frequenz im Sensorstromkreis ändert, wenn Sensordaten erfasst werden sollen.In order to acquire sensor data in this electrical installation module, the blocking effect of the capacitive series resistor is influenced by changing the frequency. For this reason, the previously known installation module has a frequency generator that changes the frequency in the sensor circuit when sensor data are to be recorded.

Soll das bezüglich der Messgröße sensitive Sensorelement ausgelesen werden, wird die Frequenz im Sensorwechselstromkreis erhöht und der erfasste Messstrom über eine Auswerteschaltung ausgewertet. Die Größe des erfassten Stroms entspricht sodann einer Messgröße, beispielsweise einem Temperaturwert.If the sensor element, which is sensitive to the measured variable, is to be read out, the frequency in the sensor AC circuit is increased and the measured current is evaluated via an evaluation circuit. The size of the detected current then corresponds to a measured variable, for example a temperature value.

Auch wenn mit einem solchen elektrischen Installationsmodul umgebungsabhängige Messgrößen, wie Temperatur, die Luftfeuchte, der Druck, die Helligkeit oder dergleichen durch Platzieren des Sensors unmittelbar im beziehungsweise am Installationsmodul erfasst werden können, ist das Messergebnis durch Schwankungen in der Netzspannung beeinflusst. Änderungen in der Spannung der Netzspannung sind nicht ungewöhnlich, insbesondere auch deswegen, da die Netzspannung auch für eine Signalübertragung, wie beispielsweise die sogenannten Rundrufbefehle genutzt wird.Even if, with such an electrical installation module, environment-dependent measured variables such as temperature, humidity, pressure, brightness or the like can be recorded by placing the sensor directly in or on the installation module, the measurement result is influenced by fluctuations in the mains voltage. Changes in the voltage of the mains voltage are not unusual, especially because the mains voltage is also used for signal transmission, such as what are known as broadcast commands.

Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Installationsmodul der eingangs genannten Art dergestalt weiterzubilden, dass das Messergebnis von Spannungsschwankungen im Wechselstromnetz unabhängig ist.On the basis of this discussed prior art, the invention is therefore based on the object of developing an electrical installation module of the type mentioned at the outset in such a way that the measurement result is independent of voltage fluctuations in the alternating current network.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein eingangs genanntes, gattungsgemäßes elektrisches Installationsmodul, bei dem das Sensorelement an den kapazitiven Masseanschluss einer astabilen Kippstufe angeschlossen ist und damit der kapazitive Widerstand an dem Masseanschluss als kapazitiver Vorwiderstand für das Sensorelement wirkt und dass der Ausgang der astabilen Kippstufe an eine Auswerteeinheit mit einer in einem Speicher abgelegten Look-Up-Tabelle angeschlossen ist.This object is achieved according to the invention by a generic electrical installation module mentioned at the beginning, in which the sensor element is connected to the capacitive ground connection of an astable trigger stage and thus the capacitive resistance at the ground terminal acts as a capacitive series resistor for the sensor element and that the output of the astable trigger stage is on an evaluation unit with a look-up table stored in a memory is connected.

In geschickter Weise macht man sich bei der Schaltungsanordnung dieses Installationsmoduls die Möglichkeiten einer astabilen Kippstufe zunutze, indem die Kapazität an dem kapazitiven Masseanschluss als kapazitiver Widerstand genutzt wird, an welchen kapazitiven Masseanschluss das Sensorelement angeschlossen ist. Damit ist dieser kapazitive Widerstand ein kapazitiver Vorwiderstand für das Sensorelement. Typischerweise ist der kapazitive Vorwiderstand als Schutzkondensator, etwa der Y-Klasse, insbesondere der Y1-Klasse ausgeführt. Durchaus möglich ist auch der Einsatz von Y2-Kondensatoren. Eine solche astabile Kippstufe erzeugt eine Frequenz. Diese ist abhängig von den am Aufbau der astabilen Kippstufe beteiligten Komponenten. Das Sensorelement verfügt über einen gewissen Widerstand, der sich, in Abhängigkeit von der zu erfassenden Messgröße, beispielsweise der Temperatur, ändert. Der Anschluss eines Widerstandes an den kapazitiven Masseanschluss einer solchen astabilen Kippstufe hat Einfluss auf die Ausgangsfrequenz. Ein sich an dieser Position in der Schaltungsanordnung ändernder Widerstandswert führt somit zu unterschiedlichen Ausgangsfrequenzen der astabilen Kippstufe. An den Frequenzausgang der Kippstufe ist eine Auswerteeinheit angeschlossen, mit der die anliegende Frequenz erfasst werden kann. Eine bestimmte Frequenz oder ein bestimmter Frequenzbereich steht für eine bestimmte Messgröße oder einen bestimmten Messgrößenbereich. Eine Zuordnung einer Frequenz oder eines Frequenzbereiches zu einer Messgröße oder einem Messgrößenbereich ist zuvor vorgenommen und die diesbezüglichen Ergebnisse in einer Look-Up-Tabelle oder in anderer geeigneter Form in einem der Auswerteeinheit zugeordneten Speicher abgelegt worden.The circuit arrangement of this installation module makes clever use of the possibilities of an astable multivibrator by using the capacitance at the capacitive ground connection as a capacitive resistor, to which capacitive ground connection the sensor element is connected. This capacitive resistor is thus a capacitive series resistor for the sensor element. The capacitive series resistor is typically designed as a protective capacitor, for example of the Y class, in particular the Y1 class. The use of Y2 capacitors is also entirely possible. Such an astable multivibrator generates a frequency. This depends on the components involved in the construction of the astable multivibrator. The sensor element has a certain resistance, which changes depending on the measured variable to be detected, for example the temperature. The connection of a resistor to the capacitive ground connection of such an astable multivibrator has an influence on the output frequency. A resistance value that changes at this position in the circuit arrangement thus leads to different output frequencies of the astable multivibrator. An evaluation unit with which the applied frequency can be recorded is connected to the frequency output of the multivibrator. A certain frequency or a certain frequency range stands for a certain measured variable or a certain measured variable range. A frequency or a frequency range has been assigned to a measured variable or a measured variable range beforehand and the relevant results have been stored in a look-up table or in another suitable form in a memory assigned to the evaluation unit.

Bei einer solchen astabilen Kippstufe ist die Frequenz abhängig von den daran beteiligten Komponenten und dem an den kapazitiven Masseanschluss angeschlossenen Sensorelement, und nicht von der Spannung. Hierin liegt die Unempfindlichkeit dieses elektrischen Installationsmoduls gegenüber Schwankungen in der Versorgungsspannung begründet. Vorteilhaft ist zudem, dass dieses Installationsmodul keinen A/D-Wandler benötigt, wodurch die Kosten im Zusammenhang mit dem Aufbau einer solchen Schaltungsanordnung reduziert, jedoch die Performance und die Genauigkeit verbessert sind.With such an astable multivibrator, the frequency depends on the components involved and the sensor element connected to the capacitive ground connection, and not on the voltage. This is the reason for the insensitivity of this electrical installation module to fluctuations in the supply voltage. It is also advantageous that this installation module does not require an A / D converter, which reduces the costs in connection with the construction of such a circuit arrangement, but improves the performance and the accuracy.

Gemäß einer Ausführung einer solchen astabilen Kippstufe verfügt diese über einen Komparator und eine durch Widerstände bereitgestellten Komparatorschaltung. Die Komparatorschaltung umfasst einen Spannungsteiler, von dessen zwischen den Widerständen des Spannungsteilers befindlichen Knotenpunkt eine Teilspannung abgezweigt und an den nicht invertierenden Eingang des Komparators gelegt ist. Ferner dient ein Widerstand zum Verbinden des Knotenpunktes mit dem Ausgang des Komparators. Neben diesem Teilspannungsschaltungszweig verfügt die Komparatorschaltung über einen Schaltungszweig, in den der kapazitive Widerstand integriert ist. Dieser ist an den invertierenden Eingang des Komparators angeschlossen. Auch dieser Schaltungszweig verfügt über einen Widerstand, der den invertierenden Eingang des Komparators mit seinem Ausgang verbindet. Da an diesen Schaltungszweig das Sensorelement angeschlossen ist, kann dieser auch als Sensorstromkreis angesprochen werden. Die Widerstände des Spannungsteilers und derjenige, der den Knotenpunkt des Spannungsteilers mit dem Ausgang des Komparators verbindet, weisen gemäß einem Ausführungsbeispiel jeweils den gleichen Widerstandswert auf. Dieses vereinfacht die Frequenzberechnung. Auch ist der, den invertierenden Eingang mit dem Ausgang des Komparators verbindende Widerstand bekannt, ebenso wie die Kapazität des kapazitiven Widerstandes, an dessen Masseanschluss das Sensorelement angeschlossen ist. Bei einer solchermaßen konzipierten astabilen Kippstufe erfolgt eine Frequenzänderung somit ausschließlich in Abhängigkeit von dem aktuellen Widerstandswert des Sensorelementes. Der Widerstandsbereich des Sensorelementes kann sich beispielsweise zwischen 5 bis 30 kΩ erstrecken. Entsprechend groß ist die Bandbreite der durch ein solches Sensorelement bewirkten Frequenzänderung. Damit ist ein solches, typischerweise als Messwiderstand ausgelegtes Sensorelement gegenüber der zu erfassenden Messgröße, wie etwa der Temperatur, sehr sensitiv. Die Auslegung des kapazitiven Widerstandes als Schutzwiderstand gewährleistet die erforderlichen Sicherheitsanforderungen, was bei vorbekannten Kippstufen dieser Art nicht der Fall ist.According to one embodiment of such an astable multivibrator, it has a comparator and a comparator circuit provided by resistors. The comparator circuit comprises a voltage divider, from whose node located between the resistors of the voltage divider a partial voltage is branched off and applied to the non-inverting input of the comparator. A resistor is also used to connect the node to the output of the comparator. In addition to this partial voltage circuit branch, the comparator circuit has a circuit branch in which the capacitive resistor is integrated. This is connected to the inverting input of the Comparator connected. This circuit branch also has a resistor which connects the inverting input of the comparator to its output. Since the sensor element is connected to this circuit branch, it can also be addressed as a sensor circuit. The resistors of the voltage divider and the one that connects the junction point of the voltage divider to the output of the comparator each have the same resistance value, according to one exemplary embodiment. This simplifies the frequency calculation. The resistor connecting the inverting input to the output of the comparator is also known, as is the capacitance of the capacitive resistor to whose ground connection the sensor element is connected. In the case of an astable multivibrator designed in this way, a frequency change therefore takes place exclusively as a function of the current resistance value of the sensor element. The resistance range of the sensor element can extend, for example, between 5 and 30 kΩ. The bandwidth of the frequency change caused by such a sensor element is correspondingly large. Such a sensor element, typically designed as a measuring resistor, is therefore very sensitive to the measured variable to be detected, such as the temperature. The design of the capacitive resistor as a protective resistor ensures the necessary safety requirements, which is not the case with previously known flip-flops of this type.

Von Vorteil bei einem solchen Installationsmodul ist auch, dass im Zusammenhang mit der Bereitstellung von unterschiedlichen elektrischen Installationsmodulen, die sich hinsichtlich ihres Sensorelementes unterscheiden, ein und dieselbe Schaltungsanordnung mit der astabilen Kippstufe verwendet werden kann, an die dann, je nach Auslegung des Installationsmoduls, das eine oder das andere Sensorelement an den kapazitiven Masseanschluss angeschlossen wird. In Abhängigkeit von dem daran angeschlossenen Sensorelement beziehungsweise der über dieses zu erfassenden Messgröße werden dann die erforderlichen Daten in dem Speicher, beispielsweise in Form einer Look-Up-Tabelle, abgelegt. Hierdurch ist die Herstellung unterschiedlicher Installationsmodule mit einer darin integrierten Schaltungsanordnung mit unterschiedlichen Messelementen aufgrund des modulartigen Aufbaus kostengünstig herstellbar.Another advantage of such an installation module is that, in connection with the provision of different electrical installation modules that differ in terms of their sensor element, one and the same circuit arrangement with the astable multivibrator can be used to which, depending on the design of the installation module, the one or the other sensor element is connected to the capacitive ground connection. The required data are then stored in the memory, for example in the form of a look-up table, as a function of the sensor element connected to it or the measured variable to be detected via it. As a result, the production of different installation modules with a circuit arrangement integrated therein with different measuring elements can be produced cost-effectively due to the modular structure.

Die Kapazität des kapazitiven Vorwiderstandes als Teil der astabilen Kippschaltung beträgt vorzugsweise weniger als 10 nF, insbesondere weniger als 5 nF. In einem Ausführungsbeispiel beträgt die Kapazität dieses kapazitiven Vorwiderstandes nur 1 nF.The capacitance of the capacitive series resistor as part of the astable multivibrator is preferably less than 10 nF, in particular less than 5 nF. In one embodiment, the capacitance of this capacitive series resistor is only 1 nF.

In einer Weiterbildung dieses Installationsmoduls ist vorgesehen, dass an den Masseanschluss des Sensorelementes ein zweiter kapazitiver Widerstand, typischerweise als Schutzkondensator derselben Art und derselben Kapazität wie der kapazitive Vorwiderstand ausgeführt, angeschlossen ist. Der gewünschte Schutz bei einer möglichen Berührung oder bei einem Zunahekommen an das Sensorelement ist dann gegeben, für den Fall, dass versehentlich die Spannungsversorgung falsch gepolt angeschlossen werden sollte.In a further development of this installation module it is provided that a second capacitive resistor, typically designed as a protective capacitor of the same type and the same capacitance as the capacitive series resistor, is connected to the ground connection of the sensor element. The desired protection in the event of possible contact or approaching the sensor element is then provided in the event that the voltage supply is accidentally connected with the wrong polarity.

Einfluss auf die Ausgangsfrequenz hat auch der kapazitive Widerstand, an dessen Masseanschluss (bei korrekter Polung) das Sensorelement angeschlossen ist. In einer besonderen Ausgestaltung des Verfahrens wird dieser Umstand ausgenutzt, um die tatsächliche Kapazität dieses kapazitiven Widerstandes, der typischerweise als Schutzkondensator ausgeführt ist, zu erfassen. Schutzkondensatoren können nur mit einem relativ großen Toleranzbereich von bis zu +/- 20 % bezüglich der angegebenen Kapazität hergestellt werden. Da die herstellungsbedingten Toleranzen zur Nennkapazität Auswirkungen auf die Ausgangsfrequenz haben, die Kapazität jedoch für die Bestimmung der Frequenz und damit für das Ableiten einer Messgröße aus der ermittelten Frequenz von Bedeutung ist, wird in einer Weiterbildung des Verfahrens dieser Frequenzeinfluss genutzt, um die tatsächliche Kapazität dieses kapazitiven Widerstandes zu bestimmen. Dieses gelingt in einfacher Weise durch eine Überbrückung des Sensorelementes. Die Ausgangsfrequenz der astabilen Kippstufe ist dann nicht (mehr) durch den Widerstand des Sensorelementes beeinflusst. Da der Einfluss der anderen Komponenten, typischerweise der Widerstände, auf die Frequenz bekannt ist, kann aus der ausgangsseitig erfassten Frequenz die tatsächliche Kapazität dieses kapazitiven Vorwiderstandes abgeleitet werden. Dieses erlaubt eine Justierung der astabilen Kippstufe in Bezug auf die Frequenzzuordnung zu bestimmten Messgrößen oder Messgrößenbereichen. Vorgenommen wird dieses vorzugsweise nach dem Zusammenbau der Schaltungsanordnung, da dann auch zugleich weitere, auf die Kapazität Einfluss nehmende Faktoren, beispielsweise die Lötkontakte oder dergleichen, berücksichtigt werden.The capacitive resistance, to whose ground connection (with correct polarity) the sensor element is connected, also has an influence on the output frequency. In a special embodiment of the method, this fact is used to detect the actual capacitance of this capacitive resistor, which is typically designed as a protective capacitor. Protective capacitors can only be manufactured with a relatively large tolerance range of up to +/- 20% with respect to the specified capacity. Since the manufacturing-related tolerances for the nominal capacitance have an impact on the output frequency, but the capacitance is important for determining the frequency and thus for deriving a measured variable from the determined frequency, this frequency influence is used in a further development of the method to determine the actual capacitance of this to determine capacitive resistance. This is achieved in a simple manner by bridging the sensor element. The output frequency of the astable multivibrator is then no longer influenced by the resistance of the sensor element. Since the influence of the other components, typically the resistors, on the frequency is known, the actual capacitance of this capacitive series resistor can be derived from the frequency recorded on the output side. This allows the astable multivibrator to be adjusted in relation to the frequency assignment to certain measured variables or measured variable ranges. This is preferably done after the circuit arrangement has been assembled, since further factors influencing the capacitance, for example the soldered contacts or the like, are then also taken into account at the same time.

Als Auswerteeinheit ist gemäß einer Ausgestaltung an den Frequenzausgang der astabilen Kippschaltung ein Mikrocontroller angeschlossen. Über diesen erfolgt auch die Auswertung und damit die Ausgabe der in Abhängigkeit von der erfassten Frequenz ermittelten Messgröße.According to one embodiment, a microcontroller is connected as an evaluation unit to the frequency output of the astable multivibrator. This is also used for the evaluation and thus the output of the measured variable determined as a function of the recorded frequency.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:

1: eine perspektivische Ansicht eines elektrischen Installationsmoduls mit einem Temperatursensor zum Erfassen der Raumtemperatur,
2: ein Schaltbild zum Betreiben des Temperatursensors des Installationsmoduls der 1 und
3: die in 2 gezeigte Schaltungsanordnung gemäß einer Weiterbildung.

The invention is described below on the basis of an exemplary embodiment with reference to the accompanying figures. Show it:

1 : a perspective view of an electrical installation module with a temperature sensor for detecting the room temperature,
2 : a circuit diagram for operating the temperature sensor of the installation module of the 1 and
3 : in the 2 Circuit arrangement shown according to a development.

Ein elektrisches Installationsmodul 1 umfasst ein Gehäuse 2, in dem auf einer Leiterplatte elektrische/elektronische Komponenten angeordnet sind. Bei diesen handelt es sich um die notwendigen Komponenten, um mit dem Installationsmodul 1 einen elektrischen Aktor anzusteuern. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sitzt auf der Leiterplatte beispielsweise ein Triac. Erkennbar sind in 1 elektrische Anschlussklemmen 3 zum Anschließen des Installationsmoduls an Netzspannung - einerseits - und zum Anschließen des zu betreibenden Aktors - andererseits. Teil der in dem Gehäuse 2 angeordneten elektrischen/elektronischen Komponenten ist ebenfalls ein Stellglied 4, über das manuell Einfluss auf den mit dem Installationsmodul 1 anzusteuernden Aktor genommen werden kann. Das Gehäuse 2 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Tragplatte 5 bedienseitig verschlossen. Mittels der Tragplatte 5 wird das Installationsmodul 1, das mit seinem Gehäuse 2 typischerweise in eine Unterputzdose hineinreicht, wandseitig befestigt. Zu diesem Zweck ragt die Tragplatte 5 über den äußeren Abschluss des Gehäuses 2 hervor und verfügt über entsprechende Durchbrechungen, durch die Befestiger zum Festlegen des Installationsmoduls an einer Wand hindurchgreifen. Ein Temperatursensor 6, als Messwiderstand ausgeführt, befindet sich als beispielhafter Sensor auf der bedienseitigen Seite der Tragplatte 5 und ist an dieser befestigt. Seine Anschlüsse 7, 7.1 sind durch eine Durchbrechung 8 in der Tragplatte 5 in das Gehäuse 2 geführt und an die in dem Gehäuse 2 befindliche Leiterplatte angeschlossen.An electrical installation module 1 includes a housing 2 , in which electrical / electronic components are arranged on a printed circuit board. These are the necessary components to work with the installation module 1 to control an electrical actuator. In the illustrated embodiment, for example, a triac is seated on the circuit board. Can be seen in 1 electrical connection terminals 3 to connect the installation module to the mains voltage - on the one hand - and to connect the actuator to be operated - on the other hand. Part of the in the housing 2 arranged electrical / electronic components is also an actuator 4th , over the manual influence on the with the installation module 1 actuator to be controlled can be taken. The case 2 is in the illustrated embodiment by a support plate 5 locked on the operator side. By means of the support plate 5 becomes the installation module 1 that with its case 2 typically extends into a flush-mounted box, attached to the wall. The support plate protrudes for this purpose 5 over the outer termination of the housing 2 and has corresponding openings through which fasteners to secure the installation module to a wall reach. A temperature sensor 6th , designed as a measuring resistor, is located as an exemplary sensor on the operator side of the support plate 5 and is attached to this. Its connections 7th , 7.1 are through a breakthrough 8th in the support plate 5 in the housing 2 out and to those in the housing 2 located circuit board connected.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich der Sensor 6 im Bereich einer unteren Ecke, wenn das Installationsmodul 1 wandseitig montiert ist. Wärme generierende Komponenten innerhalb des Gehäuses 2, wie beispielsweise der angesprochene Triac befinden sich dann oberhalb des Stellgliedes 4. Da Wärme bestrebt ist, nach oben zu steigen, befindet sich der Sensor 6 somit an einer Position, die von Wärme produzierende Komponenten innerhalb des Gehäuses 2 unbeeinflusst, jedenfalls weitestgehend unbeeinflusst ist. Diesem Zweck dient auch bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Tragplatte 5, durch die die elektrischen/elektronischen Komponenten innerhalb des Gehäuses 2 von der Außenseite derselben getrennt sind.In the illustrated embodiment, the sensor is located 6th in the area of a lower corner if the installation module 1 is mounted on the wall. Heat generating components inside the housing 2 , such as the mentioned triac are then located above the actuator 4th . Since heat tends to rise to the top, the sensor is located 6th thus at one position, the heat-producing components inside the housing 2 unaffected, at least largely unaffected. The support plate also serves this purpose in the illustrated embodiment 5 through which the electrical / electronic components within the housing 2 are separated from the outside thereof.

Eine die Tragplatte 5 verblendende, aus Designrahmen und Frontplatte bestehende Designabdeckung hat an seinem Seitenrand vorzugsweise schlitzartige Öffnungen, sodass Raumluft zwischen dem Designrahmen und der Tragplatte 5 zirkulieren kann. Der Sensor 6 steht dann in unmittelbarem Kontakt mit der umgebenden Raumluft. Es versteht sich, dass die den Designrahmen und die Frontplatte aufweisende Designabdeckung nicht zwei- beziehungsweise mehrteilig ausgeführt werden muss; vielmehr kann diese auch einstückig ausgeführt sein.One the support plate 5 Facing, consisting of a design frame and a front panel, a design cover preferably has slot-like openings on its side edge, so that there is air between the design frame and the support plate 5 can circulate. The sensor 6th is then in direct contact with the surrounding room air. It goes without saying that the design cover having the design frame and the front panel does not have to be designed in two or more parts; rather, it can also be made in one piece.

Bei dem Sensor 6 handelt es sich um einen Widerstandssensor, dessen aktueller Widerstand von seiner Temperatur abhängig ist. Der als Widerstand ausgeführte Sensor 6 der in 2 gezeigten Schaltungsanordnung ist an den kapazitiven Masseanschluss 9 einer astabilen Kippstufe 10 angeschlossen. Damit ist der Sensor 6 in Reihe mit dem kapazitiven Widerstand C1 der astabilen Kippstufe 10 geschaltet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem kapazitiven Widerstand C1 um einen Schutzkondensator der Klasse Y1. Anstelle eines Schutzkondensators der Klasse Y1 können auch zwei Schutzkondensatoren der Klasse Y2 eingesetzt werden.With the sensor 6th it is a resistance sensor, the current resistance of which depends on its temperature. The sensor designed as a resistor 6th the in 2 The circuit arrangement shown is connected to the capacitive ground connection 9 an astable flip-flop 10 connected. With that is the sensor 6th in series with the capacitive resistance C1 the astable flip-flop 10 switched. In the exemplary embodiment shown, it is the capacitive resistance C1 a class Y1 protective capacitor. Instead of one protective capacitor of class Y1, two protective capacitors of class Y2 can also be used.

Die astabile Kippstufe 10 umfasst neben dem als Schutzkondensator ausgeführten kapazitiven Widerstand C1 einen Komparator K, der in eine Komparatorschaltung 11 eingebunden ist. Die Komparatorschaltung 11 umfasst einen Spannungsteiler 12 mit zwei Widerständen R3, R4. Der Knotenpunkt 13 zwischen den beiden Widerständen R3, R4 des Spannungsteilers 12 ist an den nicht invertierenden Eingang 14 des Komparators K gelegt. Ein weiterer Widerstand R5 verbindet den Knotenpunkt 13 des Spannungsteilers 12 mit dem Ausgang 15 des Komparators K. Damit entspricht dieser Schaltungsteil einem invertierenden Schnitt-Trigger. Der Komparatorschaltung 11 zugehörig ist zudem ein Sensorstromkreis, der durch den Sensor 6 mit seinem Widerstand R2, dem kapazitiven Widerstand C1 und einen weiteren Widerstand R1 gebildet ist. In diesem Schaltungsast ist der kapazitive Widerstand C1 an den invertierenden Eingang 16 des Komparators K angeschlossen. Angeschlossen ist an diesen Eingang 16 ebenfalls ein Widerstand R1, der diesen Eingang 16 mit dem Ausgang 15 des Komparators K verbindet. Zu ihrer Spannungsversorgung ist die astabile Kippstufe 10 an eine Stromversorgung Vpp (beispielsweise 10 V Wechselspannung) angeschlossen.The astable flip-flop 10 includes capacitive resistance in addition to the protective capacitor C1 a comparator K that is in a comparator circuit 11 is involved. The comparator circuit 11 includes a voltage divider 12th with two resistors R3 , R4 . The hub 13th between the two resistors R3 , R4 of the voltage divider 12th is to the non-inverting input 14th of the comparator K placed. Another resistance R5 connects the node 13th of the voltage divider 12th with the exit 15th of the comparator K . This circuit part thus corresponds to an inverting cut trigger. The comparator circuit 11 A sensor circuit is also associated with it, which is triggered by the sensor 6th with his resistance R2 , the capacitive resistance C1 and another resistor R1 is formed. In this circuit branch is the capacitive resistance C1 to the inverting input 16 of the comparator K connected. Is connected to this entrance 16 also a resistance R1 that this entrance 16 with the exit 15th of the comparator K connects. The astable multivibrator is used to supply it with power 10 to a power supply Vpp (for example 10 V AC voltage) connected.

Die astabile Kippstufe 10 generiert aufgrund der Auslegung der Komparatorschaltung 11 eine vorgegebene Frequenz, die am Ausgang 15 anliegt. An den Ausgang 15 der astabilen Kippstufe 10 beziehungsweise des Komparators K ist ein Mikrocontroller 17 als Teil einer Auswerteeinheit 18 angeschlossen. Die Auswerteeinheit 18 verfügt des Weiteren über einen elektronischen Speicher 19, in dem, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, in einer Look-Up-Tabelle bestimmte Daten hinterlegt sind. Da es sich bei dem Sensorelement 6 um einen temperatursensitiven Messwiderstand handelt, sind in der Look-Up-Tabelle frequenzabhängige Temperaturdaten hinterlegt.The astable flip-flop 10 generated due to the design of the comparator circuit 11 a predetermined frequency that is at the output 15th is present. To the exit 15th the astable flip-flop 10 or the comparator K is a microcontroller 17th as part of an evaluation unit 18th connected. The evaluation unit 18th disposes of the Furthermore via an electronic memory 19th , in which, in the illustrated embodiment, certain data are stored in a look-up table. Since the sensor element 6th is a temperature-sensitive measuring resistor, frequency-dependent temperature data are stored in the look-up table.

Die Auswerteeinheit 18 verfügt über einen Ausgang 20, an dem die mit dem Sensorelement 6 erfasste und durch die Auswertung bereitgestellte Regelgröße - die aktuelle Raumtemperatur bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel - anliegt und in einen Steuer- beziehungsweise Regelkreis, etwa einer Heizungsanlage, eingebracht werden kann.The evaluation unit 18th has an exit 20th , on which the with the sensor element 6th The controlled variable detected and provided by the evaluation - the current room temperature in the exemplary embodiment described - is present and can be introduced into a control or regulating circuit, for example a heating system.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Widerstände R3, R4 des Spannungsteilers 12 und der Widerstand R₅ gleich und weisen einen Widerstand von 1 kΩ auf. Der Widerstandswert des Widerstandes R1 ist ebenfalls bekannt, ebenso wie die Kapazität des kapazitiven Widerstandes C1, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel 1 nF beträgt. Durch den Anschluss des Sensors 6 mit seinem Widerstand R2 an den kapazitiven Masseanschluss 9 der astabilen Kippstufe 10 wird die ausgangsseitig erfassbare Frequenz in Abhängigkeit von dem aktuellen Widerstand R2 geändert. Der Widerstandswert des Widerstandes R2 des Sensors 6 kann beispielsweise einen Bereich von 5 bis 15 kΩ oder auch 5 bis 30 kΩ betragen. Die am Ausgang 15 erzeugte Frequenz liegt beispielsweise bei einem Widerstandswert des Widerstandes R2 von 10 kΩ bei 30 kHz. Entsprechend der Bandbreite des Widerstandsbereiches des Widerstandes R2 des Sensors 6 ist auch die Bandbreite der am Ausgang 15 erfassbaren Frequenz der astabilen Kippstufe 10. Da der Sensor 6 temperatursensitiv ist, ändert dieser seinen Widerstand R2 in Abhängigkeit von seiner Temperatur.In the illustrated embodiment, the two resistors are R3 , R4 of the voltage divider 12th and the resistor R ₅ equal and have a resistance of 1 kΩ. The resistance value of the resistor R1 is also known, as is the capacitance of the capacitive resistance C1 , which is 1 nF in the illustrated embodiment. By connecting the sensor 6th with his resistance R2 to the capacitive ground connection 9 the astable flip-flop 10 the frequency that can be detected on the output side is dependent on the current resistance R2 changed. The resistance value of the resistor R2 of the sensor 6th can be, for example, a range from 5 to 15 kΩ or also 5 to 30 kΩ. The one at the exit 15th The frequency generated is, for example, a resistance value of the resistor R2 of 10 kΩ at 30 kHz. According to the bandwidth of the resistance range of the resistor R2 of the sensor 6th is also the bandwidth of the output 15th detectable frequency of the astable multivibrator 10 . Because the sensor 6th is temperature sensitive, it changes its resistance R2 depending on its temperature.

In dem Speicher 19 sind in einer Look-Up-Tabelle frequenzabhängig Temperaturdaten hinterlegt. Somit ist jeder am Ausgang 15 von dem Mikrocontroller 17 erfassten Frequenz eine bestimmte Temperatur zugeordnet. Diese wird an den Ausgang 20 der Auswerteeinheit 18 gelegt und fließt als Regelgröße in einen Regelkreis ein, mit dem beispielsweise eine Raumtemperierung, beispielsweise die Heizungsanlage, geregelt ist. Da sich der Sensor 6 oberhalb der Tragplatte 5 und somit in unmittelbarer luftdurchströmter Umgebung des zu temperierenden Raumes unterhalb der Designabdeckung befindet, entspricht die am Ausgang 20 der Auswerteeinheit 18 bereitgestellte Regelgröße der tatsächlichen Raumtemperatur, weicht von dieser allenfalls nicht nennenswert ab.In the memory 19th frequency-dependent temperature data are stored in a look-up table. So everyone is at the exit 15th from the microcontroller 17th a certain temperature is assigned to the detected frequency. This will be at the exit 20th the evaluation unit 18th and flows into a control loop as a controlled variable, with which, for example, room temperature control, for example the heating system, is regulated. Since the sensor 6th above the support plate 5 and is therefore located in the immediate vicinity of the room to be temperature-controlled, below the design cover, with air flowing through it, corresponds to the one at the exit 20th the evaluation unit 18th The controlled variable provided for the actual room temperature, at most, does not deviate significantly from this.

Die Sicherheitsanforderungen an das Installationsmodul 1 in Bezug auf einen Personenschutz sind durch den als Schutzkondensator ausgeführten kapazitiven Widerstand C1 erfüllt.The safety requirements for the installation module 1 with regard to personal protection are due to the capacitive resistance implemented as a protective capacitor C1 Fulfills.

Die Beschreibung des Installationsmoduls der 1 und 2 lässt deutlich werden, dass die am Ausgang 15 der astabilen Kippstufe 10 anliegende Frequenz unabhängig von der Stromversorgung Vpp ist. Die am Ausgang 15 anliegende Frequenz lässt sich durch folgende Formel darstellen: $f = \frac{1}{- 2 \cdot l n (\frac{R_{1} + R_{2}}{2 R_{1} - R_{2}}) (R_{1} + R_{2}) \cdot C_{1}}$

The description of the installation module of the 1 and 2 makes it clear that the exit 15th the astable flip-flop 10 applied frequency independent of the power supply Vpp is. The one at the exit 15th applied frequency can be represented by the following formula:

f = \frac{1}{- 2 \cdot l n (\frac{{R.}_{1} + {R.}_{2}}{2 {R.}_{1} - {R.}_{2}}) ({R.}_{1} + {R.}_{2}) \cdot {C.}_{1}}

3 zeigt eine Weiterbildung der astabilen Kippstufe 10 der 2 mit dem an den kapazitiven Masseausgang 9 angeschlossenen Sensor 6 mit seinem Widerstand R2, bei welcher Ausgestaltung in Reihe mit dem Widerstand R2 des Sensors 6 ein zweiter kapazitiver Widerstand C1.2 geschaltet ist. Damit befindet sich der Widerstand R2 zwischen den beiden kapazitiven Widerständen C1.1 und C1.2. Der kapazitive Widerstand C1.2 ist derselbe Schutzwiderstand wie der kapazitive Widerstand C1.1, der dem kapazitiven Widerstand C1 der Gestaltungsanordnung der 2 entspricht. Vorteilhaft bei der Ausgestaltung gemäß 3 ist, dass die notwendigen Sicherheitsanforderungen an einen Personenschutz auch dann gegeben sind, wenn versehentlich die Stromversorgung falschpolig angelegt wird. 3 shows a further development of the astable multivibrator 10 the 2 with the to the capacitive ground output 9 connected sensor 6th with his resistance R2 , in which configuration in series with the resistor R2 of the sensor 6th a second capacitive resistor C1.2 is switched. With that there is the resistance R2 between the two capacitive resistors C1.1 and C1.2 . The capacitive resistance C1.2 is the same protective resistance as the capacitive resistance C1.1 , of the capacitive resistance C1 the arrangement of the 2 is equivalent to. Advantageous in the embodiment according to 3 is that the necessary safety requirements for personal protection are also given if the power supply is accidentally applied with the wrong polarity.

Da der kapazitive Widerstand C1, ausgeführt als Schutzkondensator, und ebenfalls diejenigen gemäß C1.1 und C1.2 nur mit einer relativ großen Toleranz gegenüber der Nennkapazität hergestellt werden können (Fehlertoleranzen von bis zu 20 % sind nicht ungewöhnlich), ist es für die exakte Frequenz-Temperaturzuordnung wesentlich, die tatsächliche Kapazität der Schutzkondensatoren C1 bzw. C1.1, C1.2 zu kennen. Dieses kann mit der Schaltungsanordnung ohne weiteres vorgenommen werden, da der jeweilige kapazitive Widerstand, beispielsweise der kapazitive Widerstand C1, Einfluss auf die am Ausgang 15 anliegende Frequenz hat. Um die tatsächliche Kapazität zu ermitteln, wird der Sensor 6 mit seinem Widerstand R2 überbrückt, sodass durch den Widerstand R2 die am Ausgang 15 anliegende Frequenz nicht beeinflusst ist. Da die Einflussnahme der anderen Komponenten - bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Widerstände R1, R3, R4 und R5 - bekannt sind, kann über die auf diese Weise erzeugte Grundfrequenz der astabilen Kippstufe 10 auf die tatsächliche Kapazität des kapazitiven Widerstandes C1 geschlossen werden. Dieses wird zum Eichen der in der Look-Up-Tabelle hinterlegten Frequenz-Temperatur-Daten genutzt.Because the capacitive resistance C1 , designed as a protective capacitor, and also those according to C1.1 and C1.2 can only be produced with a relatively large tolerance compared to the nominal capacity (error tolerances of up to 20% are not uncommon), it is essential for the exact frequency-temperature assignment the actual capacitance of the protective capacitors C1 respectively. C1.1 , C1.2 to know. This can easily be done with the circuit arrangement, since the respective capacitive resistance, for example the capacitive resistance C1 , Affect those at the exit 15th applied frequency. To determine the actual capacity, the sensor 6th with his resistance R2 bridged so by the resistance R2 the one at the exit 15th applied frequency is not influenced. Since the influence of the other components - in the illustrated embodiment, the resistors R1 , R3 , R4 and R5 - Are known, can about the fundamental frequency of the astable multivibrator generated in this way 10 on the actual capacity of the capacitive resistance C1 getting closed. This is used to calibrate the frequency-temperature data stored in the look-up table.

Diese Zusammenhänge lassen sich über die nachstehende Formel zum Ausdruck bringen: $f = \frac{1}{- 2 \cdot l n (0,5) \cdot R_{1} \cdot C_{1}}$

These relationships can be expressed using the following formula:

f = \frac{1}{- 2 \cdot l n (0.5) \cdot {R.}_{1} \cdot {C.}_{1}}

In der gleichen Weise kann die Kapazität der kapazitiven Widerstände C1.1, C1.2 des in 3 dargestellten Ausführungsbeispiels bestimmt werden.In the same way can the capacitance of the capacitive resistors C1.1 , C1.2 of the in 3 illustrated embodiment can be determined.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben worden. Ohne den Umfang der geltenden Ansprüche zu verlassen, ergeben sich für den Fachmann zahlreiche weitere Möglichkeiten, diese umzusetzen, ohne dass dieses im Rahmen dieser Ausführungen im Einzelnen näher erläutert werden müsste.The invention has been described on the basis of exemplary embodiments. Without departing from the scope of the applicable claims, there are numerous other possibilities for those skilled in the art to implement them without this having to be explained in more detail in the context of these explanations.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: InstallationsmodulInstallation module
22: Gehäusecasing
33rd: AnschlussklemmeConnection terminal
44th: StellgliedActuator
55: Trag platteSupport plate
66th: Sensorsensor
7, 7.17, 7.1: Anschlussconnection
88th: DurchbrechungBreakthrough
99: kapazitiver Masseanschlusscapacitive ground connection
1010: astabile Kippstufeastable flip-flop
1111: KomparatorschaltungComparator circuit
1212th: SpannungsteilerVoltage divider
1313th: KnotenpunktJunction
1414th: nicht invertierender Eingangnon-inverting input
1515th: Ausgangexit
1616: invertierender Einganginverting input
1717th: MikrocontrollerMicrocontroller
1818th: AuswerteeinheitEvaluation unit
1919th: SpeicherStorage
2020th: Ausgang exit
C1, C1.1, C1.2C1, C1.1, C1.2: kapazitiver Widerstandcapacitive resistance
KK: KomparatorComparator
R1, R2, R3, R4, R5R1, R2, R3, R4, R5: Widerstandresistance
VppVpp: StromversorgungPower supply

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102019108860 B3 [0005]

Claims

Electrical installation module with a housing (2) containing electrical / electronic components, with a support plate (5) that covers the electrical / electronic components on the operator side and a circuit arrangement for detecting the resistance of a sensor element (6) that is sensitive to a measured variable and whose resistance value changes when the measured variable changes changes which sensor element (6) is switched on in a sensor circuit in series with a capacitive resistor (C1, C1.1, C1.2), characterized in that the sensor element (6) is connected to the capacitive ground connection (9) of an astable multivibrator ( 10) is connected and thus the capacitive resistor (C1, C1.1, C1.2) at the ground connection (9) acts as a capacitive series resistor for the sensor element (6) and that the output of the astable multivibrator (10) is sent to an evaluation unit ( 18) is connected to a look-up table stored in a memory (19).

Installation module according to Claim 1 , characterized in that the astable multivibrator (10) comprises a comparator (K) with a comparator circuit (11) provided by resistors, which comparator circuit (11) comprises a voltage divider (12) from which a partial voltage is sent to the non-inverting input (14) of the comparator (K) and with the interposition of a resistor (R5) is also applied to the output (15) of the comparator (K), as well as a capacitive circuit branch with the capacitive resistor connected to the inverting input (16) of the comparator (K) (C1, C1.1, C1.2) and a resistor (R1) connecting the inverting input (16) of the comparator (K) to its output (15).

Installation module according to Claim 2 , characterized in that the resistor (R3) of the voltage divider (12) upstream of the node (13) at which the partial current is tapped and which is in the connection of the voltage divider (12) to the output (15) of the comparator (K) switched-on resistor (R5) each have the same resistance value.

Installation module according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the capacitive resistor (C1, C1.1, C1.2) is designed as a protective capacitor, in particular as such of class Y1.

Installation module according to one of the Claims 1 until 4th , characterized in that the capacitive resistor (C1, C1.1, C1.2) has a capacitance of less than 10 nF, in particular less than 5 nF.

Installation module according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the sensor element (6) is arranged between two capacitive resistors (C1, C1.1, C1.2), in particular between two protective capacitors of class Y1.

Installation module according to Claim 6 , characterized in that the capacitance of the two capacitive resistors between which the sensor element (6) is arranged is the same.

Installation module according to one of the Claims 1 until 7th , characterized in that the sensor element (6) is a measuring resistor which is sensitive with respect to the measured variable to be detected, such as temperature, humidity or the like.

Installation module according to one of the Claims 1 until 7th , characterized in that the sensor element (6) sits on the outside of the support plate (5) of the installation module (1).

Method for determining a measured variable that changes with changing environmental conditions, with which method - A sensor element (6) sensitive to the measured variable reacts to a change in the same with a change in an electrical variable, such as its resistance, - which electrical variable provided by the sensor element (6) acts on the capacitive ground connection (9) of an astable multivibrator (10) and thereby influences the output frequency of the multivibrator (10), and different output frequencies or frequency ranges of the astable multivibrator (10) are assigned a measured variable or a measured variable range.

Procedure according to Claim 10 , characterized in that measured variables or measured variable ranges assigned to different output frequencies or output frequency ranges are stored in a look-up table located in an electronic memory (19).

Procedure according to Claim 10 or 11 , characterized in that the sensor element (6) for determining the capacitance (C1, C1.1, C1.2) of the astable multivibrator (10) forming the capacitive ground connection (9) is bridged and based on the output frequency of the astable multivibrator (10) the capacity is determined.